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钽（Ta）作为新型低损耗材料近期崭露头角，其在超导量子比特中实现了创纪录的相干时间。这种性能提升主要归功于其稳定的天然氧化物层，该氧化物被认为含有较少双能级系统（TLS）缺陷——这些缺陷是导致超导电路退相干的关键因素。尽管如此，氧化铝（AlOx）仍是当前大多数量子比特架构中约瑟夫森结势垒层的主流选择。本研究系统探究了在α相钽（α-Ta）薄膜上形成高质量氧化层的多种工艺，旨在开发有效的约瑟夫森结势垒层。研究团队通过管式炉热氧化、快速热退火、以及室温/加热钽膜的等离子氧化对比实验，揭示了不同氧化机制的物理图像。所有方法均生成与天然氧化钽成分相同的五氧化二钽（Ta2O5），其中等离子氧化法制备的氧化层具有最佳表面平整度和质量，特别适合约瑟夫森结制备。该工作还首次演示了在氧化α-Ta薄膜上外延生长α-Ta的突破性成果，为制备具有洁净低损耗界面的三层Ta/Ta-O/Ta约瑟夫森结开辟了新路径。